Классификация полимеров. Изучение физических состояний полимерных материалов

Лабораторная работа

Изучение физических состояний полимерных материалов

Классификация полимеров

По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические: Элементоорганические полимеры содержат в основной цепи органических радикалов неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе их нет. Искусственно полученный представитель - кремнийорганические соединения. Следует отметить, что в технических материалах часто используют сочетания разных групп полимеров. Это композиционные материалы (например, стеклопластики).

Полимеры подразделяют по полярности (влияющей на растворимость в различных жидкостях). Полярность звеньев полимера определяется наличием в их составе диполей - молекул с разобщенным распределением положительных и отрицательных зарядов. В неполярных звеньях дипольные моменты связей атомов взаимно компенсируются. Полимеры, звенья которых обладают значительной полярностью, называют гидрофильными или полярными. Полимеры с неполярными звеньями - неполярными, гидрофобными. Полимеры, содержащие как полярные, так и неполярные звенья, называются амфифильными. Гомополимеры, каждое звено которых содержит как полярные, так и неполярные крупные группы, предложено называть амфифильными гомополимерами.

В зависимости от характера расположения химических звеньев в молекулярной цепи различают полимеры стереорегулярные и стереонерегулярные.

В стереорегулярных (изотактических и синдиотактических) полимерах мономеры объединены химическими связями в молекулярную цепь таким образом, что все заместители (например группы –СН₃ у полипропилена) расположены в пространстве в каком-то одном строго определенном порядке (мономеры объединены «голова к хвосту»). Если при этом все заместители находятся по одну сторону относительно оси молекулярной цепи, такие полимеры имеют очень высокую стереорегулярность и называются изотактическими (рис. 1, а).
В синдиотактических полимерах заместители у одних мономеров находятся по одну сторону оси молекулярной цепи, у других – по другую сторону (рис. 1, б).

Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться. Они имеют более высокие значения плотности, нагревостойкости и многих эксплуатационно-технических характеристик.

В стереонерегулярных полимерах мономеры объединены в молекулярную цепь по закону случая. Такие полимеры называют также атактическими (рис.1, в). Атактические полимеры являются веществами аморфными.

Рис.1. Виды полимеров